Diodo Zener

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Diodo zener
A diferença básica entre o diodo zener e o diodo retificador é que o diodo zener opera na região de ruptura ao passo que o diodo retificador será danificado se atingir esta região.
Curva característica do diodo zener.
A curva característica do diodo zener é a mesma do diodo retificador.
A tensão de ruptura é também denominada de tensão zener.
Quando o diodo zener está polarizado no sentido direto comporta como o diodo retificador e tem-se no mesmo uma queda de tensão de aproximadamente 0,7V.
Na região de ruptura a tensão no diodo zener, praticamente, mantém-se constante no valor de VZ para uma grande variação de corrente e devido a esta característica o diodo zener é utilizado como regulador ou estabilizador de tensão.
O diodo zener será danificado se passar no mesmo uma corrente acima de IZ max.
Conhecendo os valores de PZ max e VZ, obtidos do fabricante, calcula-se IZ max.
PZ max é a máxima potência que o diodo zener pode dissipar.
Para um diodo zener com VZ = 10 V e PZ max = 1 W tem-se.
IZ max = PZ max / VZ
IZ max = 1 W / 10V
IZ max = 100mA
Analise o circuito abaixo, variando a tensão de entrada de 0V a 25V.
Para V < VZ, o diodo zener não conduz e tem-se que:
Vsaída = V 	(Tensão de saída igual à tensão de entrada)
I = 0A 		(A corrente será nula por que o diodo zener ainda não atingiu a ruptura).
VR = 0V. 		(sendo I = 0A não se tem tensão no resistor, VR = R. I )
Para V > VZ, o diodo zener conduz visto que atinge a tensão de ruptura.
Vsaída = VZ 	(Tensão de saída igual à tensão do diodo zener)
VR = V – VZ
I = VR / R 		(a corrente no circuito será limitada pelo resistor R)
O circuito acima é utilizado para determinar, na prática, a tensão de um diodo zener.
Regulador de tensão R-Z
O diodo zener irá regular (estabilizar) a tensão em RL, mesmo havendo variações da tensão de entrada e/ou da corrente em RL, dentro de certos limites.
VRL = VZ devido a que RL está em paralelo com o diodo zener.
V é a tensão de entrada e varia de um valor mínimo a um valor máximo (V max).
I é a corrente do circuito e pode variar de (IZ min + IL) a um valor máximo (IZ max)
IL é a corrente na carga RL e pode variar de 0A a um valor máximo (IL max).
IZ é a corrente no diodo zener e pode variar de IZ mínimo a IZ máximo.
As seguintes observações devem ser feitas sobre o regulador R-Z.
Sendo I = (V -- VZ) / R e IZ = I – IL tem-se que:
Se V aumenta, IZ aumenta.
Se V diminui, IZ diminui.
Se IL aumenta, IZ diminui.
Se IL diminui, IZ aumenta.
Para regular a tensão em RL, os valores de IZ devem estar entre IZ min a IZ max.
Normalmente, considera-se IZ min = 10% de IZ max sendo IZ min a corrente no diodo zener após o joelho da curva.
Sendo IZ max = 100 mA tem-se:
IZ min = 0,1 . IZ max => IZ min = 0,1 . 100mA
IZ min = 10mA
1) Sendo VZ = 10V, R = 220, RL = 800, determine as tensões e as correntes para V = 18V e V = 25V. Preencha o quadro abaixo.
2) Sendo V = 25V, calcule as tensões e as correntes para RL = 800 e RL = 500.
Exercícios resolvidos